LUBRIFICANTI

LUBRIFICANTI (XXI, p. 542; App. II, 11, p. 233)

Ogni sostanza capace di ridurre l'attrito fra due parti di macchine in movimento è un l.; le applicazioni pratiche limitano la scelta a quei prodotti che permettono di ottenere specifiche caratteristiche lubrificanti a costi ragionevoli. Oltre a ridurre l'attrito sotto ogni condizione di esercizio, un l. deve poter dissipare il calore generato durante il movimento, essere stabile chimicamente e proteggere le parti meccaniche da attacchi corrosivi. I l. possono essere gassosi, solidi e liquidi. Gas quali l'aria, l'elio, l'idrogeno e l'azoto sono usati come l. per cuscinetti speciali, per giroscopi inerziali, ecc., e presentano il vantaggio di mantenere costante la loro viscosità al variare della temperatura. I l. solidi vengono richiesti in quelle applicazioni estremamente severe nelle quali i l. liquidi o i grassi non forniscono prestazioni adeguate. In aggiunta a quelli già menzionati (XXI, p. 544), si può ricordare il solfuro di molibdeno e i rivestimenti chimici del tipo politetrafluoroetilene (CF₂)_n. Fra i l. liquidi, i prodotti di derivazione dal petrolio costituiscono la categoria più importante, sia dal punto di vista dei quantitativi consumati che delle prestazioni offerte. Essi sono normalmente costituiti da oli base opportunamente miscelati o elaborati e da eventuali prodotti chimici comunemente denominati additivi. Gli oli base provengono da processi di raffinazione di greggi petroliferi (v. figura).

Gli additivi aggiunti hanno lo scopo di migliorare una o più caratteristiche chimico-fisiche degli oli base. Fra gli additivi più comunemente usati vanno ricordati i miglioratori dell'indice di viscosità (poliacrilati, esteri polimetacrilici, poliisobuteni) che rendono la viscosità meno sensibile alle variazioni di temperatura, i detergenti/disperdenti (solfonati, fosfonati, tiofosfonati) che prevengono la formazione di depositi sugli organi metallici in presenza di alte temperature, e ne bloccano la successiva agglomerazione (metacrilati), miglioratori della proprietà di scorrimento a bassa temperatura (polimeri ad alto peso molecolare), inibitori di corrosione (solfonati metallici) e d'ossidazione (zincodialchilditiofosfato, fenil-α-naftilammina, 2-6 di-t-butilmetilfenolo), gli antischiuma che riducono la tensione superficiale tra bollicine di aria e olio (poliesteri, polimeri di siliconi), gli antiusura (tricresilfosfato) e quelli di estrema pressione che impediscono la saldatura delle superfici in movimento sottoposte a carichi elevati tramite la formazione di film superficiali (composti organici contenenti zolfo, fosforo).

Oltre agli oli base ottenuti da petroli si possono utilizzare prodotti di sintesi capaci di soddisfare requisiti particolari (di costo, di resistenza all'usura, di temperatura d'impiego, ecc.). Appartengono a questo gruppo fluidi siliconici, esteri di acidi organici, poliglicoli, composti aromatici clorurati, poliisobutilene, ecc.

Caratteristiche chimico-fisiche. - Utili informazioni sulle caratteristiche dei l. si possono ottenere per mezzo d'analisi chimiche e fisiche. Tuttavia una valutazione completa richiede specifiche prove tecnologiche di cui si sia precedentemente accertata l'attendibilità e una sperimentazione pratica. Ricordiamo solo alcune delle caratteristiche chimico-fisiche più comunemente usate nel campo dei lubrificanti.

Viscosità (XXVII, p. 34). - È la più importante proprietà del l. e costituisce il primo valido criterio per la scelta del l. adatto per una certa applicazione.

Punto d'infiammabilità (XXVII, p. 34). - Fornisce indicazioni per controllare possibili inquinamenti del lubrificante.

Punto di scorrimento. - È la minima temperatura alla quale l'olio scorre in ben definite condizioni di prova. Dà un'indicazione sulla capacità di un l. a entrare in circolazione quando si deve avviare a freddo la macchina.

Applicazioni dei lubrificanti. - L'applicazione cui il l. è destinato costituisce un ottimo criterio di classificazione:

Oli per motori a combustione interna (V, p. 565). - Sono una delle classi di l. più sofisticate e pregiate a causa dell'ampio campo di applicazione incontrato. Devono resistere alle alte temperature presenti nella zona contigua alla camera di combustione, alle alte pressioni presenti sui cuscinetti delle bielle e dell'albero a manovella, alla presenza di residui della combustione; devono permettere un facile avviamento del motore alle basse temperature invernali e un ridotto consumo specifico. Gli oli per motore vengono classificati in base alla loro viscosità (sistema SAE J300c) e al loro livello di prestazioni in prove di laboratorio con motori standardizzati (classifica API n. 1509, sequenze ASTM, specifiche militari).

Oli per ingranaggi. - Devono possedere un'elevata resistenza alle alte pressioni/temperature. Gli oli per cambi e per differenziali di autoveicoli vengono classificati in base allo loro viscosità (sistema SAE J306) e alla loro resistenza ai carichi (classifica API n. 1560).

Oli per turbine e per trasmissioni idrauliche. - Devono possedere un'elevata stabilità all'ossidazione, demulsività per lasciare separare l'eventuale acqua presente e capacità d'impedire la corrosione.

Fluidi per lavorazione dei metalli. - Comprendono una vasta gamma di prodotti da usare da soli o in miscela con acqua (emulsionabili), che devono possedere oltre alle normali proprietà lubrificanti un elevato potere refrigerante per dissipare il calore generato durante la deformazione/asportazione del metallo.

Prodotti speciali. - Quantunque non vengano usati specificatamente come l., devono essere menzionati tutta una serie di prodotti aventi la stessa composizione dei l. derivati dal petrolio, quali, per es., gli oli isolanti per trasformatori, gli oli per tempera dei metalli, gli oli per la lavorazione della gomma, i protettivi antiruggine, gli oli per processo e gli oli bianchi.

Bibl.: C. W. Georgi, Motor oil and engine lubrication, New York 1950; J. J. O'Connor, Standard handbook of lubrication engineering, ivi 1968; E. R. Braitwaite, Lubrificazione, lubrificanti e tribologia, Milano 1969; B. Pugh, Practical lubrication, Londra 1970; R. C. Gunther, Lubrication, Filadelfia 1971; G. G. Evans, Lubrication in practice, Basingstoke 1972.